Ископаемое топливо
Ископа́емое то́пливо — это нефть, уголь, горючий сланец, природный газ и его гидраты, торф и другие горючие минералы и вещества, добываемые под землёй или открытым способом. Уголь и торф — топливо, образующееся по мере накопления и разложения останков животных и растений. В отношении происхождения нефти и природного газа есть несколько противоречивых гипотез. Ископаемые виды топлива являются невозобновимым природным ресурсом, так как накапливались миллионы лет.
Краткая характеристика
Нефть
Нефть (греч. ναφθα , или через тур. neft , от персидск. нефт; восходит к аккад. напатум — вспыхивать, воспламеняться) — природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. По цвету нефть бывает красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть; имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Сегодня нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых.
Уголь
Уголь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbō («уголь»). Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля — растительные остатки. В зависимости от степени преобразования и удельного количества углерода в угле различают четыре его типа:
В западных странах имеет место несколько иная классификация — лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты, соответственно.
Горючие сланцы
Горючий сланец — полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти). Сланцы в основном образовались 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков. Горючий сланец состоит из преобладающих минеральных (кальциты, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты, кварц, пирит и др.) и органических частей (кероген), последняя составляет 10–30 % от массы породы и только в сланцах самого высокого качества достигает 50–70 %. Органическая часть является био- и геохимически преобразованным веществом простейших водорослей, сохранившим клеточное строение (талломоальгинит) или потерявшим его (коллоальгинит); в виде примеси в органической части присутствуют измененные остатки высших растений (витринит, фюзенит, липоидинит).
Природный газ
Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При стандартных условиях (101,325 кПа и 20 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.
Газовые гидраты
Газовые гидраты (также гидраты природных газов или клатраты) — кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических условиях из воды и газа. Название «клатраты» (от лат. clathratus — «сажать в клетку»), было дано Пауэллом в 1948 году. Гидраты газа относятся к нестехиометрическим соединениям, то есть соединениям переменного состава.
Торф
Торф (нем. Torf ) — горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Содержит 50–60 % углерода. Теплота сгорания (максимальная) 24 МДж/кг. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и так далее. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, (если меньше, то это заболоченные земли).
Происхождение
Нефть, газ, а также уголь образовались из отложений когда-то живших организмов под воздействием высокой температуры и давления. Более 80 % нефти и газа, которые используются в настоящее время, сформировались в наслоениях, которые образовались в мезозое и в третичный период между 180 и 30 млн лет назад из морских микроорганизмов, накопившихся в виде остаточных пород на морском дне [1] .
Основные составляющие нефти, а также газа сформировались в то время, когда органические остатки ещё не полностью окислились, а углерод, углеводород и подобные им компоненты присутствовали в небольших количествах. Осадочные породы покрыли остатки этих веществ. Температура и давление увеличились, и жидкий углеводород скопился в пустотах скал.
Извлекаемые запасы
По опубликованным расчётам количество извлекаемой нефти на земле составляет около двух триллионов баррелей (Кэмпбелл и Лехеррер). Оценка запасов угля даёт цифру в 500 миллиардов т.
Темпы потребления
За XVIII век количество добываемого угля увеличилось на 4000 %, К 1900-му добывалось 700 миллионов тонн угля в год, затем наступил черёд нефти. Потребление нефти росло около 150 лет и в начале третьего тысячелетия выходит на плато. В настоящее время в мире добывается более 87 млн баррелей в день. (Около 5 млрд тонн в год)
Влияние на окружающую среду
На долю предприятий топливно-энергетического комплекса России приходится половина выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, более трети загрязнённых сточных вод, треть твёрдых отходов от всей национальной экономики. Особую актуальность приобретает планирование экологических мероприятий в районах пионерного освоения ресурсов нефти и газа.
Сжигание ископаемых видов топлива приводит к выбросам двуокиси углерода (CO2) — парникового газа, который приносит наибольший вклад в глобальное потепление. Природный газ, основную часть которого составляет метан, также является парниковым газом. Парниковый эффект одной молекулы метана примерно в 20 раз сильнее, [источник не указан 1311 дней] чем у молекулы CO2, поэтому с климатической точки зрения сжигание природного газа предпочтительней его попаданию в атмосферу.
Примечания
Ссылки
Источник
1. Свойства и применение полезных ископаемых
Полезными ископаемыми называют горные породы и минералы, которые человек применяет в хозяйственной деятельности.
Полезные ископаемые делятся на группы. Каменный уголь, торф, нефть, природный газ называют горючими ископаемыми. К рудным ( металлическим ) относят полезные ископаемые, содержащие металлы, например, медную руду, железную руду. К нерудным относят строительные ископаемые (известняк, глину, песок, гранит), а также калийную соль, каменную соль и другие.
Полезные ископаемые могут находиться в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. Большинство из них твёрдые, нефть — жидкая, а природный газ — газообразный.
Каменный уголь чёрного цвета, твёрдый, непрозрачный, плотный, но хрупкий. Образовался из остатков растений, существовавших миллионы лет назад. Горюч. Применяется как топливо.
Торф — образовался на дне болот из остатков растений. Лёгкий, рыхлый, хорошо пропускает воду. Хорошо горит. Используется как удобрение в сельском хозяйстве и в качестве топлива.
Нефть — жидкая, тёмная, непрозрачная, с резким запахом. Из неё изготавливают топливо для автомобилей, тракторов, самолётов (бензин, керосин и др.). Залегает глубоко в земле. Чтобы её добыть, люди строят буровые установки, бурят глубокие скважины, в которые опускают трубы. Затем по специальным нефтепроводам нефть поступает к местам переработки и потребления.
Природный газ не имеет цвета и запаха. Относится к горючим ископаемым. Используется как топливо для обогрева помещений, для приготовления пищи, а также как сырьё для получения пластмасс, резины и других полезных веществ.
Железная руда — чёрного или бурого цвета, твёрдая, плотная, непрозрачная. Притягивает металлические предметы. Из неё выплавляют железо, сплавы из которого используются в производстве машин, железнодорожных рельсов, станков, вагонов.
Гранит — горная порода, состоящая из зёрен нескольких минералов. Очень прочный. Хорошо полируется. Применяется в строительстве. Из него изготавливают лестницы, колонны, памятники. Многие станции метро облицованы гранитом.
Известняк — обычно белый, серый или желтоватый камень. Он образовался из остатков морских организмов. Их отпечатки можно хорошо рассмотреть в известняке-ракушечнике. Применяется при строительстве зданий и дорог. Из известняка получают известь для приготовления строительных растворов. Особая разновидность известняка — мел .
Глина бывает белая, красная, коричневая, жёлтая, серая. Она непрозрачная, твёрдая, плотная, негорючая. При намокании глина становится вязкой и пластичной, а при высыхании сохраняет свою форму. Из глины изготавливают кирпичи, черепицу, посуду. Изделия из обожжённой глины называются керамическими .
Песок сыпучий, жёлтого или белого цвета, непрозрачный. Используется в строительстве, при изготовлении стекла.
Источник